噴墨打印技術(shù)的發(fā)展歷史

噴墨打印技術(shù)主要經(jīng)歷了連續(xù)噴墨打印技術(shù)、熱泡式噴墨打印技術(shù)和壓電式噴墨打印技術(shù)三個(gè)階段。而噴墨打印技術(shù)的進(jìn)步及其在工業(yè)中的應(yīng)用也相應(yīng)推動(dòng)了工業(yè)噴墨打印頭的進(jìn)步與發(fā)展。

20世紀(jì)60年代，隨著墨滴形成及其在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)等基礎(chǔ)理論的研究，連續(xù)噴墨打印理論逐步形成并開始進(jìn)入應(yīng)用階段。20世紀(jì)70年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了用于噴墨打印機(jī)的連續(xù)噴墨打印頭。20世紀(jì)80年代，熱泡式打印原理被發(fā)現(xiàn)。隨后熱泡式噴墨打印技術(shù)得以完善并出現(xiàn)了熱泡式噴墨打印頭。20世紀(jì)90年代，隨著壓電式噴墨打印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，壓電式噴墨打印頭開始逐步進(jìn)入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用階段。

1、連續(xù)噴墨技術(shù)（Continuous?Inkjet?Printer）?

在墨水供給泵的壓力作用下，油墨從墨水箱經(jīng)過墨路管道，調(diào)節(jié)壓力、粘度、進(jìn)入噴槍，隨著壓力的持續(xù)，油墨從噴嘴噴射出，油墨在經(jīng)過噴嘴時(shí)，受壓電晶體的作用斷裂成一串連續(xù)的、間距相等且大小相同的墨滴，噴射墨流向下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過充電極被充電，在充電極中墨滴從墨線中分離出來。充電極上加了一定的電壓，當(dāng)墨滴從導(dǎo)電墨線分離出來的時(shí)候會(huì)在瞬間帶上與充電極所加電壓成正比例的負(fù)電荷。通過改變充電極的電壓頻率，使其與墨滴斷裂的頻率相同，這樣可給每一個(gè)墨滴都充上預(yù)定的負(fù)電荷，在壓力的持續(xù)下，墨流繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，從兩個(gè)分別帶有正負(fù)電壓的偏轉(zhuǎn)板中間通過，帶電的墨滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)板時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)程度取決于所帶電荷的多少，不帶電的墨滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，一直向下飛行，流入回收管，最終經(jīng)回收管道回到油墨箱中循環(huán)使用。帶電并偏轉(zhuǎn)的墨滴以一定的速度和角度落到從垂直噴頭的前面經(jīng)過的物體上。

2、按需噴墨技術(shù)（Drop?On?Demand）?

按需噴墨技術(shù)的噴碼機(jī)分為三種，壓電式噴墨技術(shù)、壓閥式噴墨技術(shù)、熱發(fā)泡式噴墨技術(shù)，每種的工作原理也不相同。?

3、壓電式噴墨技術(shù)?

壓電式噴碼機(jī)又叫高解析噴碼機(jī)或者高解像噴碼機(jī)，集成的噴頭上，由128或者更多個(gè)壓電晶體分別來控制噴嘴板上的多個(gè)個(gè)噴孔，通過CPU的處理，再通過驅(qū)動(dòng)板輸出一連串的電信號(hào)給各個(gè)壓電晶體，壓電晶體產(chǎn)生變形，這樣油墨便從噴嘴中噴射出來，落在移動(dòng)的物品表面，形成點(diǎn)陣，從而形成文字，數(shù)字或圖形。然后，壓電晶體恢復(fù)原狀，由于油墨表面張力作用，新的油墨進(jìn)入噴嘴。因?yàn)槊科椒嚼迕椎哪c(diǎn)密度很大，所以應(yīng)用壓電技術(shù)可以噴印高質(zhì)量的文字、復(fù)雜的徽標(biāo)和條形碼等信息。?

4、?電磁閥式噴碼機(jī)（大字符噴碼機(jī)）?

噴頭由7組或者16組高精密智能微形閥門組成，在噴印時(shí)，要噴印的字符或圖形通過電腦主板的處理，通過輸出板輸出一連串的電信號(hào)給智能微形電磁閥，閥門迅速啟閉，墨水依靠內(nèi)部恒定壓力成墨點(diǎn)噴出，墨點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)的被噴印物表面形成字符或圖形。?

5、熱發(fā)泡噴墨技術(shù)（Thermal?Inkjet?Technolog）?

簡稱TIJ，是利用一個(gè)薄膜電阻器，在墨水噴出區(qū)中將小于0.5%的墨水加熱，形成一個(gè)汽泡。這個(gè)汽泡以極快的速度（小于10微秒）擴(kuò)展開來，迫使墨滴從噴嘴噴出。汽泡再繼續(xù)成長數(shù)微秒，便消逝回到電阻器上。當(dāng)汽泡消逝，噴嘴的墨水便縮回。接著表面張力會(huì)產(chǎn)生吸力。

有待改善方面暨未來發(fā)展之方向??

1、技術(shù)壁壘?

目前國內(nèi)噴印機(jī)行業(yè)技術(shù)直接引進(jìn)國外技術(shù)，原創(chuàng)技術(shù)較少，只有少數(shù)的廠家在此方面有所突破并實(shí)現(xiàn)出口。最核心的關(guān)鍵技術(shù)噴印頭技術(shù)和油墨技術(shù)幾乎完全被國外控制，油墨目前國內(nèi)有生產(chǎn)，希望盡快推廣形成品牌知名度。機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵部件絲桿、導(dǎo)軌、線性馬達(dá)等傳統(tǒng)精密制造技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，這是整個(gè)中國制造需解決的問題。

2、成本?

線路板噴印主要的3項(xiàng)消耗成本油墨和噴印頭、機(jī)器折舊，由于技術(shù)壁壘和應(yīng)用廣度原因，使得噴印批量板成本在傳統(tǒng)絲印工藝成本的3倍以上，如何降低成本成為行業(yè)急需解決的問題。

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